5通道铁磁探测仪的研发与锅炉管堵塞检测

描述了5通道铁磁探测仪的研发和应用，该仪器能在管外发现发电锅炉过热器管和再热器管内是否有铁锈堆积，并评估堵塞程度，目的是通过检测防止爆管事故。采用磁学探测方法，在管外表面的1条圆周线上布置5个测量点，进行了有限元数值模拟和标定曲线的计算。对计算结果进行了实验验证，与计算值相比较，测量值的标准误差（相对误差）为5.2%。现场检测得到的堵塞面积与管内孔的面积之比，与X射线摄影测得的结果比较，确定铁磁探测仪检测的标准误差（绝对误差）为3.9%。通过为5家热电厂进行过热器管和再热器管堵塞检测，发现超标堵塞30多处，解剖验证无一误报，所以用该仪器进行堵塞检测能够防止上述锅炉管爆管事故。     

超声法测量高强螺栓应力试验研究

为了建立快速简便的螺栓预紧力测量技术,在介绍超声法测定螺栓应力原理的基础上,推导了超声波在螺栓两端传播时间计算公式,并以此建立了螺栓预应力标定计算模型,对模型开展了现场试验。试验结果表明:超声纵波传播速度测量螺栓预紧力的方法,在95%置信度的条件下测量误差≤10 MPa。使用小型便携式仪器,操作简便,在扭紧螺栓的过程中同时进行测量,每次测量所需时间不超过3 min。建议进一步扩大模型的标定应力范围;进一步对模型进行改进,在用螺栓不必松开就可以测量其承受的应力,以减小测量误差。所得结论为螺栓承受预紧力和工作应力的现场检测提供了一种新方法。     

5通道铁磁探测仪的研发与锅炉管堵塞检测

为了提高航空发动机轴承故障诊断的准确率，提出基于改进遗传算法优化（back propagation，简称BP）网络(modified genetic algorithm to optimize BP,简称MGA-BP)的故障诊断模型。针对传统遗传算法易早熟、易陷于局部最优解等缺陷，利用固定个体选择概率、引入三角函数和高斯变异操作对遗传算法进行改进，并用改进遗传算法优化BP网络的权值和阈值。利用优化的BP网络对滚动轴承正常、内圈故障、外圈故障和钢球故障4种工况进行诊断，并考虑到网络输出模式、诊断样本比例等对诊断精度的影响。为了验证MGA-BP在轴承故障诊断中的有效性，将其他改进遗传算法优化BP网络作为对比算法。分析表明：MGA-BP能够较好地适应网络不同的输出模式、不同的样本比例，其抗噪能力、诊断准确率、误差收敛速度和误差收敛值均优于文中其他对比算法。     

T(0,1)模态导波在弯管上传播的仿真与实验

由于弯管的几何形状复杂,超声导波在弯管中的传播特性比在直管中复杂。弯管超声导波检测中,衡量其检测有效性的一个重要参数是透过率。通过有限元模拟研究了激励频率、弯曲半径、弯管角度对T(0,1)模态导波透过率的影响。发现:不同激励频率的导波在弯管上有不同的透过率,并且激励频率高的导波由于脉冲宽度小,更易产生新的波前;在不同的弯曲半径和弯曲角度的弯管中,最小透过率的T(0,1)模态导波的频率也各不一样;随弯管角度的变化,信号的透过率呈规律性变化。通过实验验证了不同激励频率下,T(0,1)模态导波透过率和激励频率的关系。在实际检测有弯管段的管道时,需采用多频率检测。     

油气管道维修中搭接焊缝超声B扫描检测方法与设备

针对油气管道破裂维修过程中形成的B型套筒搭接焊缝尚缺少有效的超声无损检测技术及设备的问题,文章提出了一种新的搭接焊缝超声检测方法,并开发了相应的超声B扫描检测系统,从检测方法、检测系统的组成和工作原理、检测系统功能的验证实验等方面进行了论述。模拟实验结果表明,该系统可有效检测出试样上的预埋缺陷,具有良好的探伤效果及应用前景。     

管道漏磁检测数据压缩技术

漏磁检测系统属于海量数据采集系统,针对该系统中电子硬盘存储数据量较少的问题,利用LZW算法和Hash表理论,提出了一种漏磁检测数据实时无损压缩算法.采用LZW算法对漏磁检测数据进行无损压缩,并根据Hash表管理LZW算法的字符串表,设计了基于ARM处理器为核心器件并嵌入Linux操作系统的硬件系统对算法进行实现.实验结果表明,该系统实现了漏磁检测数据采集、压缩和存储的全过程,得到了2倍以上的实时数据压缩结果.     

不锈钢管内壁腐蚀层厚度的涡流检测仿真

针对耐热奥氏体不锈钢内壁腐蚀层厚度测量难的问题,建立了典型腐蚀状态下奥氏体不锈钢结构的有限元仿真模型,提出了采用低频涡流检测内壁腐蚀层厚度,并用高频涡流测量外壁氧化层厚度以对低频检测结果进行修正的检测方法.结果表明,腐蚀层厚度增加会引起低频涡流检测信号幅值和阻抗模的增加,而外壁存在的氧化层会对检测信号造成干扰.腐蚀层厚度和氧化层厚度对涡流检测信号影响的变化规律与仿真结果具有一致性.     

铜导线高温拉伸组织与力学性能分析

采用热模拟法对铜导线做100℃～250℃的高温拉伸试验,并用SEM、金相显微镜、TEM对不同拉伸温度下的断口形貌、金相组织、位错结构进行分析,并对力学性能进行研究。随着拉伸温度升高,断口形貌由纤维状向礁石状变化,韧窝变小,铜导线由韧性断裂变为脆性断裂,温度的增加使铜导线的塑性降低;100℃～200℃随着温度升高,晶粒逐渐变得粗大,但250℃时发生回复再结晶,晶粒变小。不同温度,晶粒被拉长,但晶粒具有明显的方向性,不同的晶粒取向不同、滑移方式不同;随着温度升高,位错在析出界面上塞积,拉伸后位错密度明显增加,即拉伸变形促进位错增殖。     

航空发动机整体叶环中纤维断丝超声检测方法

基于超声头波(head-waves)理论,当探头以一定角度激励出的折射纵波传播到界面时产生能量较高的爬波,据此建立了连续SiC纤维增强钛合金基复合材料(Ti-MMC)整体叶环中SiC纤维环断丝缺陷超声爬波检测的有限元仿真模型,分析了多层介质界面超声波传播特性及爬波遇到断丝缺陷时的衍射现象。仿真结果表明,在缺陷上方的水层中会产生明显的缺陷信号波。根据仿真结果,设计制作了超声爬波(5 MHz,20°)-水浸聚焦(5 MHz,直径6 mm)组合探头和带有纤维断丝的人工缺陷试样,采用超声C扫描设备进行了检测实验。结果表明,超声爬波法能够成功地检测纤维环试样中不同深层的3层断丝缺陷(裂纹自身高度约0.42 mm)。该方法简单、经济、快速,有望解决Ti-MMC整体叶环中深埋型纤维环断丝缺陷的无损检测难题。     

巴克豪森法测量不明显的钢淬火硬化层深度

利用感应淬火和45钢制备了硬化层深度1~2 mm、带有模糊分界区的试样,通过自行搭建的巴克豪森噪声无损检测系统,对具有不明显分界的硬化层深度的测量开展研究。试验结果表明,该检测装置具有良好的稳定性,且磁巴克豪森噪声信号的均方根值与显微硬度法测得的硬化层深度具有良好的线性关系,可以用来检测分界不明显淬火钢件的硬化层深度。